空间数据库是数据库领域的一个研究热点,主要研究内容包括空间数据模型、空间数据索引技术、空间数据库的访问接口、空间查询处理等。空间对象存储在空间数据库中,它们由空间数据和属性数据来描述。空间数据描述空间对象的位置、形状和分布特征等空间信息,属性数据描述空间对象的名称、专题属性等非空间信息。由于空间数据量的庞大以及空间对象、空间查询的高度复杂性,空间查询技术成为了空间数据库应用的难点和研究热点。本文首先深入研究空间数据库索引技术、查询语言,对比各种方法的优缺点,在深入研究网格索引结构与树形索引结构的基础上,提出一种基于网格和R树的多级混合索引,改进空间数据索引的建立、查询和修改方面的性能;其次深入研究主流的地理空间数据管理方案,进而以开源的PostgreSQL数据库为研究对象,在对其体系结构进行研究的基础上,深入剖析了其扩展模块PostGIS对地理空间数据的支持机制,又深入学习了开源GIS应用服务器GeoServer和地图表示层工具Openlayers,遵循OGC的规范标准,以开源的思想设计出基于Web的空间数据库查询系统。基于上述理论支持和设计成果,本文实现了该查询系统,并基于该系统开发了校园地图查询实例,实现了空间地图数据的创建、显示、标注,以及空间对象的属性查询,路径计算等高级功能。研究及应用表明,利用开源数据库管理地理空间数据,同商业化实现相比,具有绝对的成本优势,在性能上也能基本满足系统需求。随着开源数据库性能的完善,以开源模式构建地理信息系统必将得到长足的发展。